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. 2019 Aug 18;51(4):737–741. [Article in Chinese] doi: 10.19723/j.issn.1671-167X.2019.04.025

合并急性肾损伤的感染性心内膜炎的临床特点和预后分析

Clinical features and prognosis of infective endocarditis patients with acute kidney injury

张 思宇 1,, 李 西慧 1, 肖 锋 1
PMCID: PMC7433479  PMID: 31420632

Abstract

目的

探讨合并急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)的感染性心内膜炎(infective endocarditis,IE)患者的临床特点,分析此类患者的围术期及预后情况。

方法

回顾性分析2002年1月至2018年6月在北京大学第一医院心脏外科就诊的IE患者100例。根据患者术前情况及AKIN标准,分为AKI组和非AKI组,比较两组临床资料和术后并发症的差异,随访对比两组预后情况。

结果

AKI组21例和非AKI组79例,总体平均年龄(43.7±15.7)岁,男女比例3 :1,IE患者中AKI的发生率为21%。两组间年龄、性别构成差异无统计学意义。与非AKI组相比,AKI组患者皮疹及下肢水肿的比例更高(P=0.017和P=0.001),尿潜血及尿蛋白阳性率更高(P<0.001),血红蛋白及血清白蛋白水平更低(P<0.001),临床心功能更差(P=0.033)。两组病原菌检出率及病原菌种类差异无统计学意义。除9例患者拒绝手术外,其余91例患者均接受了体外循环下心内直视手术,包括AKI组19例和非AKI组72例。AKI组患者围术期红细胞用量更多(P=0.010),术后呼吸机使用时间及监护室停留时间更长(P=0.028和P=0.003)。以两组患者术前末次肌酐为基准,AKI组新发术后肾功能不全比例更高(P=0.004)。两组患者院内死亡率差异无统计学意义(P=0.463),随访期间两组生存率差异未见统计学意义(P=0.581)。

结论

与非AKI组相比,合并AKI的IE患者围术期并发症发生率更高,但两组患者院内死亡率及预后无明显差异。

Keywords: 急性肾损伤, 心内膜炎, 细菌性, 心脏外科手术


感染性心内膜炎(infective endocarditis,IE)是具有较高死亡率的感染性疾病,越来越多的患者需要外科手术干预[1]。目前已有大量文献证实,术前肾功能不全是心脏术后不良预后的独立危险因素[2]。与其他心脏手术患者不同,IE患者的术前肾功能不全常表现为由于感染、栓塞等多种因素造成的急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)[3,4]。对于IE患者,手术治疗可以清除感染灶、减少栓塞,可能有利于肾功能恢复。本研究旨在初步探讨合并AKI的IE所具有的临床特点以及治疗和预后情况。

1. 资料及方法

1.1. 研究对象

连续纳入2002年1月至2018年6月在北京大学第一医院住院的IE患者,排除透析依赖患者,共100例入选,其中男性75例、女性25例,发病年龄11~81岁。IE的诊断符合修正的DUKE标准[5],AKI的诊断符合2005年急性肾损伤网络工作组(acute kidney injury network, AKIN)标准[6],根据术前是否合并AKI将IE患者分为AKI组(n=21)和非AKI组(n=79)。

1.2. 研究方法

收集各组患者的基本资料、临床特点以及术后不良事件发生情况,包括住院期间死亡、并发症、机械通气时间延长(术后至拔出气管插管停止使用呼吸机之间的时间超过24 h)、术后重症监护治疗病房(intensive care unit,ICU)停留时间延长(手术结束至ICU转出时间超过72 h)。

1.3. 统计学分析

采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。计数资料以例数和百分率表示,组间比较采用卡方检验,计量资料以均数±标准差表示,正态分布数据组间比较采用t检验,非正态分布数据采用非参数检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2. 结果

2.1. 临床资料比较

总体平均年龄(43.7±15.7)岁,男女比例3 ∶1。AKI组和非AKI组在年龄、性别构成上差异无统计学意义(表1)。与非AKI组相比,AKI组患者出现皮疹及下肢水肿的比例更高(P=0.017,P=0.001)。与非AKI组相比,AKI组肌酐水平、尿潜血及尿蛋白阳性率更高(P<0.001),血红蛋白及血清白蛋白水平更低(P<0.001)。虽然超声检查提示两组患者左心室射血分数差异无统计学意义(P=0.249),但AKI组的临床心功能分级更差(P=0.033)。

1.

AKI组与非AKI组临床资料比较

Comparison of clinical features of two groups

Items AKI group
(n=21)
Non-AKI group
(n=79)
P
AKI, acute kidney injury; SCr, serum creatinine; Alb, serum albumin; CRP, C-reactive protein; LVEF, left ventricular ejection fraction; NYHA, New York Heart Association. Data are shown as x±s or n(%).
Age/years 45.9±14.5 43.3±16.3 0.511
Male 13 (61.9) 62 (78.5) 0.119
Hypertension 7 (33.3) 25 (31.6) 0.883
Diabetes 4 (19.0) 7 (8.9) 0.185
Fever 19 (90.5) 71 (89.9) 0.935
Lower limbs edema 11 (52.4) 13 (16.5) 0.001
Rash 6 (28.6) 7 (8.9) 0.017
Arthralgia 2 (9.5) 8 (10.1) 0.935
Short of breath 11 (52.4) 32 (40.5) 0.329
Stroke 1 (4.8) 16 (20.3) 0.093
Hemoglobin/(g/L) 96.1±15.0 116.0±20.7 <0.001
Peak SCr preoperation/
(μmol/L)
313.0±187.5 87.8±19.2 <0.001
Alb/(g/L) 32.4±6.2 37.6±5.7 <0.001
CRP/(mg/L) 54.5±42.1 64.7±56.5 0.442
Urine blood positive 14 (66.7) 20 (25.3) <0.001
Urine protein positive 20 (95.2) 29 (36.7) <0.001
LVEF/% 63.7±11.9 66.5±9.3 0.249
NYHAⅢ-Ⅳ 9 (42.9) 16 (20.3) 0.033

2.2. 感染病原菌及肾活检病理情况

共有54例患者血培养阳性,病原菌检出率为54.0%,两组间病原菌检出率差异无统计学意义(P=0.249)。两组检出率最高的病原菌均为链球菌及葡萄球菌,非AKI组的链球菌检出比例稍高,AKI组的葡萄球菌检出比例稍高,但各病原菌检出率在两组间差异均无统计学意义(表2)。

2.

两组间感染病原菌比较

Pathogenic bacteria comparison between AKI and non-AKI group

Items AKI group
(n=21)
Non-AKI group
(n=79)
P
G-, Gram staining negative.
Blood culture positive,n (%) 9 (42.9) 45 (57.0) 0.249
Pathogenic bacteria, n (%)
Streptococci 3 (14.3) 28 (35.4) 0.062
Staphylococcus 3 (14.3) 8 (10.1) 0.588
Enterococcus 1 (4.8) 4 (5.1) 0.955
G- bacillus 2 (9.5) 5 (6.3) 0.610

患者均出现了心内赘生物或瓣膜损害,最常见部位为二尖瓣(53.0%)和主动脉瓣(52.0%),两组间赘生物位置差异无统计学意义(表3)。

3.

AKI组及非AKI组间赘生物位置比较

Comparison of vegetation location between AKI and non-AKI groupn (%)

Vegetation location AKI group
(n=21)
Non-AKI group
(n=79)
P
Other: tricuspid valve 4 cases, pulmonary valve 3 cases, ventricular septum 1 case and doctus arteriosus 1 case.
Aorta valve 14 (66.7) 38 (48.1)) 0.130
Mitral valve 8 (38.1) 45 (57.0) 0.124
Other 3 (14.3) 6 (7.6) 0.341

5例患者进行了肾活检,均为AKI组。其病理类型分别为:2例局灶增生性肾炎、1例新月体肾炎、1例局灶坏死性肾炎、1例抗中性粒细胞胞浆抗体(anti-neutrophil cytoplasmic antibodies,ANCA)相关性多血管炎肾损害合并免疫复合物介导的肾小球肾炎。

2.3. 治疗及预后

9例患者拒绝手术,其余91例患者均接受了体外循环下心内直视手术,其中AKI组19例、非AKI组72例(表4)。与非AKI组相比,AKI组的患者围术期红细胞用量更多(P=0.010),术后呼吸机使用时间及ICU停留时间更长(P=0.028和P=0.003)。以两组术前最后一次肌酐水平作为基线,根据AKIN诊断标准,即术后48 h内肌酐水平较术前升高3 mg/L或1.5倍及以上,AKI组术后出现AKI概率更高(P=0.004)。两组患者院内死亡率差异无统计学意义(P=0.463)。

4.

AKI组和非AKI组术后临床资料比较

Comparison of perioperative complications between two groups

Items AKI group (n=19) Non-AKI group (n=72) P
CHD, congenital heart disease; CABG, coronary artery bypass grafting; CPB, cardiopulmonary bypass; RBC, red blood cell; ICU, intensive care unit; AF, atrial fibrillation.
Surgery, n (%)
Valve replacement 17 (89.5) 65 (90.3) 0.917
CHD repair 4 (21.1) 7 (9.7) 0.178
CABG 1 (5.3) 4 (5.6) 0.960
Operative condition, x±s
CPB duration/min 128.3±58.9 115.9±48.2 0.344
Aortic clamping duration/min 92.6±54.6 81.7±36.5 0.419
RBC transfusion/IU 7.7±3.7 5.0±3.9 0.010
Drainage after surgery/mL 1 048.9±655.8 758.9±565.3 0.058
Complications, n (%)
Prolonged ventilation time 6 (31.6) 8 (11.1) 0.028
Prolonged ICU stay time 12 (63.2) 19 (26.4) 0.003
Low cardiac output 2 (10.5) 2 (2.8) 0.143
New onset of AF 4 (21.1) 6 (8.3) 0.115
New onset of stroke 1 (5.3) 4 (5.6) 0.960
Acute kidney injury 13 (68.4) 23 (31.9) 0.004
In-hospital death 0 2 (2.8) 0.463

至出院时19例AKI组患者中15例肌酐水平已恢复正常。91例手术患者中有73例获得远期随访资料,包括AKI组17例和非AKI组56例,中位随访时间42个月,随访期间两组均无IE复发,生存率差异无统计学意义(Log-Rank检验,P=0.581,图1)。

1.

1

AKI组和非AKI组生存曲线

Survival curves of AKI and non-AKI group

3. 讨论

IE的年发病率约为3/10万~10/10万[7,8],近十年来其发病率逐渐上升,且呈现老龄化趋势。尽管IE可以通过抗生素及外科手术治愈,但IE患者的全因死亡率仍是正常人群的2.27倍[9]

AKI是IE的常见合并症,发生率为9%~21%[3],本组患者AKI的发生率为21%。导致IE患者术前发生AKI的因素包括以下几个方面:(1)血管炎及免疫复合物形成、沉积所导致的肾小球肾炎[10];(2)菌血症引发的肾动脉细菌栓塞;(3)肾毒性抗生素(如万古霉素)的应用;(4)瓣膜损毁导致的心力衰竭、血流动力学紊乱引起的肾血流灌注减低等。

IE的致病菌在不同国家和地区间存在差异,链球菌是发展中国家IE的最常见致病菌[11]。近50年来,在发达国家和高收入地区,葡萄球菌已超过链球菌成为IE的首位致病菌[1,7,12]。本研究检出致病菌的患者中,链球菌占57.4%(31/54),葡萄球菌占20.4%(11/54),AKI组葡萄球菌检出率高于非AKI组(14.3% vs. 10.1%), 链球菌检出率低于非AKI组(14.3% vs. 35.4%)。有研究发现,近50%感染葡萄球菌的IE患者存在心脏赘生物栓塞事件,远超其他致病菌[13]。动物实验表明,葡萄球菌分泌的超抗原,如葡萄球菌内毒素C(staphylococcal enterotoxin C,SEC),是参与心脏赘生物形成的重要因素,其引发的免疫反应是肾损伤的诱因[14]。我们推测,葡萄球菌感染可能是IE患者发生肾损伤的高危因素。

本研究发现AKI组患者出现皮疹的比例更高。IE常见的皮疹为免疫因素引起的Osler结节和化脓性栓塞引起的Janeway损害,由于免疫激活和肾栓塞亦为AKI的病因,AKI组皮疹高发可能与之相关。与非AKI组相比,AKI组患者下肢水肿发生比例更高,就诊时临床心功能更差,可能原因为肾损害导致的水钠潴留;同时IE导致的心力衰竭和血流动力学紊乱也会加重肾损害,导致心肾综合征。

由于肾受累,AKI组患者出现血尿、蛋白尿比例明显较高,血清白蛋白水平低于非AKI组,原因可能是蛋白尿导致蛋白丢失、水钠潴留的稀释作用以及感染引起的肝合成功能下降。既往研究显示,低蛋白血症也是IE术后死亡的独立危险因素[11,15]。AKI组术前贫血程度较非AKI组严重,围术期红细胞用量也多于非AKI组。肾功能不全会引起促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)的合成减少,导致肾性贫血发生,提示对于合并AKI的IE患者,应关注白蛋白及血红蛋白水平,术前应充足备血。

手术治疗IE逐渐被重视,适时的手术能降低IE死亡和栓塞的风险,改善患者的预后[16,17]。大量研究显示,心脏外科手术前肾功能不全及术后AKI均与患者的不良预后相关,心脏外科手术后AKI的发生率为1%~30%[18],围术期低灌注、体外循环炎性反应是其主要原因。但对于IE患者,手术可以清除感染性赘生物,减少全身炎性反应,同时对心瓣膜功能的重建也起到改善血流动力学、改善肾灌注的作用。因此,手术对IE患者肾功能的影响是多方面的,尤其对于术前合并AKI的患者,但这种影响是不确定的。

本研究术前即合并AKI的IE患者术后AKI发生率为 68.1%,明显高于术前未合并AKI组(31.9%)和总体IE患者(39.6%)。尽管两组患者术后血肌酐水平在72 h内均有升高,但至术后2周AKI组大部分患者血肌酐水平恢复正常。有研究认为,术前合并肾功能不全可能导致IE患者院内死亡率增加[19]。Buchholtz等[20]跟踪了231例接受外科手术治疗的IE患者,平均年龄(61.3±15.0)岁,平均随访453 d,其中76例(32%)死亡,入院时肌酐清除率是死亡的独立危险因素。本研究发现,与非AKI组相比,AKI组的ICU停留时间及呼吸机使用时间更长。以术前最后一次血肌酐水平作为基线,AKI组术后新发AKI的概率更高,因此,对于术前合并AKI的IE患者,应重视围术期肾功能监测,尽可能地避免使用肾毒性药物,维持体外循环灌注压并避免术后低血压,以保证肾灌注,可能会有利于肾功能的恢复。本研究两组患者院内死亡及远期生存方面差异均无统计学意义,总体院内死亡率也低于国外报道,出现这种差异的原因可能为:(1)IE发病在发达国家呈现老龄化趋势,国外研究人群年龄更高,可能纳入了更多的高危患者;(2)国外研究仅以肾功能分组,慢性肾功能不全不能通过心脏外科手术改善,而本研究根据术前是否合并AKI进行分组,心脏外科手术可能会去除相关病因。也有学者认为,并非术前肾功能水平而是术后的肾功能衰竭增加了IE的死亡风险[4],本研究也从侧面支持了这个结论,但因为终点事件数较少,本研究并未采用多因素分析进行比较,将来尚需更大规模的多中心研究来验证。

总之,多种因素导致IE患者术前AKI的发生,心脏外科手术能够去除感染灶,减轻炎性反应,减少栓塞的发生。虽然合并AKI的IE患者围术期并发症发生率较高,但大部分患者术后肾功能可以恢复,与非AKI组相比,其院内死亡率及预后差异并无统计学意义,手术治疗对于合并AKI的IE患者是安全且有效的。

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